[发明专利]具有用于控制多个移相器的紧凑远程电子倾斜致动器的基站天线

说明书

基站天线包括RET致动器、多个移相器和多个机械联动装置，其中每个机械联动装置连接在RET致动器与移相器中的相应的一个或多个之间。RET致动器包括驱动元件、可旋转元件和机械联动装置选择系统，机械联动装置选择系统构造成将机械联动装置中的所选择的一个移动到与驱动元件接合。驱动元件构造成响应于可旋转元件的旋转而线性地移动，以移动机械联动装置中的所选择的一个。

技术领域

本发明涉及通信系统，特别涉及具有远程电子倾斜(remote electronic tilt)能力的基站天线。

背景技术

蜂窝通信系统用于向固定和移动用户(在本文中称为“用户”)提供无线通信。蜂窝通信系统可以包括多个基站，每个基站都为通常称为“小区”的指定覆盖区域提供无线蜂窝服务。每个基站可以包括一个或多个基站天线，所述基站天线用于向基站所服务的小区内的用户发射射频(“RF”)信号并从用户接收RF信号。基站天线是定向装置，其可以集中在特定方向上发射(或从那些方向接收)的RF能量。基站天线在给定方向上的“增益”是天线在该特定方向上集中RF能量的能力的度量。基站天线的“辐射方向图”是天线在所有不同方向上的增益的汇编。基站天线的辐射方向图通常设计成服务于预定覆盖区域，例如小区或其一部分，通常称为“扇区”。基站天线可以设计成在其预定覆盖区域内具有最小的增益水平，并且通常期望基站天线在覆盖区域之外具有低得多的增益水平以减少扇区/单元之间的干扰。早期的基站天线通常具有固定的辐射方向图，意味着一旦安装基站天线，其辐射方向图就无法改变，除非技术人员物理重新配置天线。不幸的是，由于环境条件的改变或额外基站的安装而可能变得必要的部署之后基站天线的这种手动重新配置通常是困难、昂贵和耗时的。

最近，已部署具有这样的辐射方向图的基站天线，所述辐射方向图可以通过将控制信号传输到天线而从远程位置重新配置。具有此类能力的基站天线通常称为远程电子倾斜(“RET”)天线。辐射方向图的最常见变化是下倾斜角(即，仰角)和/或方位角的变化。RET天线允许无线网络操作者通过将控制信号传输到天线来远程调整天线的辐射方向图，控制信号电子地改变由天线传输和接收的RF信号。

基站天线通常包括辐射元件的线性阵列或二维阵列，例如贴片、偶极或交叉偶极辐射元件。为了电子地改变这些天线的下倾斜角，可以在阵列的辐射元件上施加相位锥度，这是本领域技术人员众所周知的。可以通过调整可调移相器上的设置来施加这样的相位锥度，所述可调移相器沿着无线电设备和基站天线的各个辐射元件之间的RF传输路径定位。一种广泛使用的移相器类型是机电“电刷”移相器，其包括主印刷电路板和可以在主印刷电路板上方旋转的“电刷”印刷电路板。这样的电刷移相器通常将在主印刷电路板处接收的输入RF信号分为多个子分量，然后将这些子分量中的至少一些电容耦合到电刷印刷电路板。RF信号的子分量可以沿着多个弧形迹线从电刷印刷电路板电容耦合回到主印刷电路板，其中每个弧具有不同的直径。每个弧形迹线的每个端部可以连接到辐射元件或辐射元件的子组。通过在主印刷电路板上方物理地(机械地)旋转电刷印刷电路板，可以改变RF信号的子分量电容耦合回到主印刷电路板的位置，因此改变RF信号的每个子分量从移相器到关联辐射元件的相应传输路径的长度。这些路径长度的变化导致RF信号的相应子分量的相位变化，并且由于弧具有不同的半径，因此沿着不同路径的相位变化将不同。因此，上述电刷移相器可以用于将相位锥度施加到RF信号的子分量，所述RF信号的子分量被施加到每个辐射元件(或辐射元件的子组)。在授予Timofeev的美国专利No.7,907,096中讨论了该变型的示例性移相器，该专利的公开内容在此全文引入。电刷印刷电路板通常使用经由机械联动装置连接到电刷印刷电路板的机电致动器(例如DC电机)来移动。这些致动器通常称为RET致动器，原因是它们用于施加远程电子下倾斜。

发明内容